JPS5849091A - 同期電動機制御方式 - Google Patents
同期電動機制御方式Info
- Publication number
- JPS5849091A JPS5849091A JP56138001A JP13800181A JPS5849091A JP S5849091 A JPS5849091 A JP S5849091A JP 56138001 A JP56138001 A JP 56138001A JP 13800181 A JP13800181 A JP 13800181A JP S5849091 A JPS5849091 A JP S5849091A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- synchronous motor
- current
- motor
- speed
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は同期電動機制御方式に係如、特に回転界磁形の
同期電動機１＝適用して好適な制御方式に関す石。
同期電動機１＝適用して好適な制御方式に関す石。
回転界磁形の同期電動機は電機子を固定子とし、界磁極
を回転子とするもので、固定子巻線（電機子４［）に三
相交流を通じることによ）回転磁界が生じ界磁極が咳回
転磁界に引っばられ回転磁界と同一速度で回転する。
を回転子とするもので、固定子巻線（電機子４［）に三
相交流を通じることによ）回転磁界が生じ界磁極が咳回
転磁界に引っばられ回転磁界と同一速度で回転する。
本発明はか＼る同期電動機の速度を簡単に制御でき、し
かも、固定子電流（電機子電流）を瞬時値制御して直流
電動機と同等のトルク発生を行かうことができ、きめ細
かい即応性のある制御ができる同期電動機制御方式を提
供することを第１の目的とする。又、同期電動機におい
ては、電機子電流の位相を誘導起電圧の位相に略一致さ
せるととによ）直流電動機と同等のトルク発生を行なう
が、本発明はか＼る誘導起電圧の位相を、高価なレゾル
バを用いることなく安価な構成により検出できる同期電
動機制御方式を提供することを第２の目的とする。
かも、固定子電流（電機子電流）を瞬時値制御して直流
電動機と同等のトルク発生を行かうことができ、きめ細
かい即応性のある制御ができる同期電動機制御方式を提
供することを第１の目的とする。又、同期電動機におい
ては、電機子電流の位相を誘導起電圧の位相に略一致さ
せるととによ）直流電動機と同等のトルク発生を行なう
が、本発明はか＼る誘導起電圧の位相を、高価なレゾル
バを用いることなく安価な構成により検出できる同期電
動機制御方式を提供することを第２の目的とする。
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。
一般に、分巻直流機のトルク発生メカニズムは第１図（
ａ＋）、 （ｂ）に示すように主磁束φに対し、常に電
機子電流Ｉｓが直交するように整流子で電流の切換え動
作を行なつており、発生トルクＴは次式によって示され
、主磁束φが一定であれば該トルクＴは電機子電流Ｉａ
に比例する。
ａ＋）、 （ｂ）に示すように主磁束φに対し、常に電
機子電流Ｉｓが直交するように整流子で電流の切換え動
作を行なつており、発生トルクＴは次式によって示され
、主磁束φが一定であれば該トルクＴは電機子電流Ｉａ
に比例する。
Ｔ−にφＩ ａ （１）歯、第１
図において、ＦＭは界磁極、ＡＭはアーマチ為ア、ＡＷ
は電機子巻線である。
図において、ＦＭは界磁極、ＡＭはアーマチ為ア、ＡＷ
は電機子巻線である。
さて、上記の関係を第２図に示す回転界磁形の同期電動
機に適用するならばφは界磁極Ｒ￥の主磁束ベクトル−
６に、Ｉａは電機子巻線８Ｗ（２）電流ベクトルＩｓに
それぞれ対応させることができ、同期電動機の発生トル
クＴは Ｔ−に−φｓ・ｌ５−ａｎｒ （２）とな
る、ここでｒは同期電動機の等価回路である第Ｓ図を参
照すると電機子電流Ｉｓと誘４起電圧Ｆｉｏの位相差で
ある。歯、ｍｓ図において、γ１は電機子巻線ＳＷの抵
抗、Ｘｓけ電機子反作用及び電機子漏れ磁束を考慮した
同期リアクタンスである。
機に適用するならばφは界磁極Ｒ￥の主磁束ベクトル−
６に、Ｉａは電機子巻線８Ｗ（２）電流ベクトルＩｓに
それぞれ対応させることができ、同期電動機の発生トル
クＴは Ｔ−に−φｓ・ｌ５−ａｎｒ （２）とな
る、ここでｒは同期電動機の等価回路である第Ｓ図を参
照すると電機子電流Ｉｓと誘４起電圧Ｆｉｏの位相差で
ある。歯、ｍｓ図において、γ１は電機子巻線ＳＷの抵
抗、Ｘｓけ電機子反作用及び電機子漏れ磁束を考慮した
同期リアクタンスである。
従って、誘導起電圧Ｅｏと電機子電流Ｉｓの位相を同相
にすれば、換言すると主磁束φＳと電機子電流Ｉｓが直
交するように制御すれば（２）式で与えられるトルクＴ
は Ｔ＝にφｉ工慕 （３）とな抄、全
く直流電動機のトルク発生と等価的に同期電動機を駆動
できる。
にすれば、換言すると主磁束φＳと電機子電流Ｉｓが直
交するように制御すれば（２）式で与えられるトルクＴ
は Ｔ＝にφｉ工慕 （３）とな抄、全
く直流電動機のトルク発生と等価的に同期電動機を駆動
できる。
そこで、本発明においては誘導起電圧ｇｏの位相を検出
すると共に、該位相を有する電流指令を発生し、この電
流指令を同期電動機の電機子巻線に印加し、直流電動機
と等価的に該同期電動機を駆動制御する。賞、誘導起電
圧Ｂｏと主磁束の位相が９０度ずれていることから、誘
導起電圧ｇ。
すると共に、該位相を有する電流指令を発生し、この電
流指令を同期電動機の電機子巻線に印加し、直流電動機
と等価的に該同期電動機を駆動制御する。賞、誘導起電
圧Ｂｏと主磁束の位相が９０度ずれていることから、誘
導起電圧ｇ。
の位相は主磁束換言すれば界磁極の位置から検出できる
。
。
第４図は本発明に係る同期電動機制御方式を実現するた
めの回路ブロック図である。
めの回路ブロック図である。
図中、１０１は回転界磁形の同期電動機、１０２ Ｆｉ
同期電動機の固定子側、たとえばステータコイル上に配
設された検出器であシ、同期電動機の界磁極の位置を検
出する。この検出器１０２は、１に５図に示すようにス
テータコイル（固定巻線）上１０１ｍに互いに電気角π
／２の位相をもって配設された２つの磁気抵抗素子或い
はホール素子１０２ｍ、 １０２ｂよりなっている。そ
して、第５図（Ｂ）に示すように４極の同期電動機にお
いてホール素子１０２ａ、 １０２ｂを互いに電気角Ｃ
ニジてπ／２１機械角にして４５″の位相を持って配設
することによりシャ７ド１０１ｂに連結された界磁極１
０１ｃの回転位置に応じて第５図０）に示すように互い
にπ／２の位相を有する人相、Ｂ相の電圧信号ＡＰＳ、
ＢＰ８が各検出器からそれぞれ発生する（Ｈ回転で１サ
イクル）、従って、後述するようにホール素子１０２ａ
、 １０２ｂから発生する人相、Ｂ相の電圧信号ＡＰＳ
及びＢＰＳの大きさより界磁極１０１Ｃの回転位置０を
検出できる。
同期電動機の固定子側、たとえばステータコイル上に配
設された検出器であシ、同期電動機の界磁極の位置を検
出する。この検出器１０２は、１に５図に示すようにス
テータコイル（固定巻線）上１０１ｍに互いに電気角π
／２の位相をもって配設された２つの磁気抵抗素子或い
はホール素子１０２ｍ、 １０２ｂよりなっている。そ
して、第５図（Ｂ）に示すように４極の同期電動機にお
いてホール素子１０２ａ、 １０２ｂを互いに電気角Ｃ
ニジてπ／２１機械角にして４５″の位相を持って配設
することによりシャ７ド１０１ｂに連結された界磁極１
０１ｃの回転位置に応じて第５図０）に示すように互い
にπ／２の位相を有する人相、Ｂ相の電圧信号ＡＰＳ、
ＢＰ８が各検出器からそれぞれ発生する（Ｈ回転で１サ
イクル）、従って、後述するようにホール素子１０２ａ
、 １０２ｂから発生する人相、Ｂ相の電圧信号ＡＰＳ
及びＢＰＳの大きさより界磁極１０１Ｃの回転位置０を
検出できる。
第４図に戻って１０３は停止時における界磁極１０１Ｃ
の回転位ｆ（角度）θを演算する角度検出回路である。
の回転位ｆ（角度）θを演算する角度検出回路である。
この角度検出回路ＩＱ５ｉｊｆ；６図に示すように、人
相電圧信号ＡＰＳをディジタル値ＡＤに使換するムＤ変
換器１０５ａと、Ｂ相電圧信号ＢＰＳの正負を判別する
比較回路１０３ｂと、ＡＤ変換器１０５ａの出力である
ディジタル値ＡＤと比較回路１０３ｂの出力である極性
信号ＰＳをそれぞれ入力されて後段のり−ドオ／リメモ
リ（ＲＯＭ）のアドレスを出力するアドレス変換器１０
３Ｃと、人相電圧信号の大きさ及びＢ相電圧信号の正負
の組合せ（一応じた種々の角ｆ（ディジタル値）θを記
憶するＲＯＭ １０！Ｓｄを有している。即ち、２極の
同期電動機においてｔ［７図に示すように１ｒｙＪ転１
周期の２つの人相電圧信号ＡＰＳ及びＢ相電圧信号ＢＰ
Ｓが検出器１０２から出力されるから、Ａ相電圧信−Ｑ
ＡＰＳの大きさとＢ相電圧信号ＢＰＳの極性（正負）と
の組合せから界磁極の角度０を検出できる。そこで、角
度検出回路１０ｉＳ ｉｊ種々の人相電圧信号人Ｐ８を
ＡＤ変換した値ＡＤとＢ相電圧信号ＢＰＳの極性の組合
せに応じた角度θをＲＯＭ１０ｉＳｄに予め記憶させて
おき、現奥のディジタル値ＡＤと極性信号Ｐ８とからＲ
ＯＭ １ｏｓａのアドレスを求め、該アドレスに記憶さ
れている数値を停止時における界磁極の角度として出力
している。
相電圧信号ＡＰＳをディジタル値ＡＤに使換するムＤ変
換器１０５ａと、Ｂ相電圧信号ＢＰＳの正負を判別する
比較回路１０３ｂと、ＡＤ変換器１０５ａの出力である
ディジタル値ＡＤと比較回路１０３ｂの出力である極性
信号ＰＳをそれぞれ入力されて後段のり−ドオ／リメモ
リ（ＲＯＭ）のアドレスを出力するアドレス変換器１０
３Ｃと、人相電圧信号の大きさ及びＢ相電圧信号の正負
の組合せ（一応じた種々の角ｆ（ディジタル値）θを記
憶するＲＯＭ １０！Ｓｄを有している。即ち、２極の
同期電動機においてｔ［７図に示すように１ｒｙＪ転１
周期の２つの人相電圧信号ＡＰＳ及びＢ相電圧信号ＢＰ
Ｓが検出器１０２から出力されるから、Ａ相電圧信−Ｑ
ＡＰＳの大きさとＢ相電圧信号ＢＰＳの極性（正負）と
の組合せから界磁極の角度０を検出できる。そこで、角
度検出回路１０ｉＳ ｉｊ種々の人相電圧信号人Ｐ８を
ＡＤ変換した値ＡＤとＢ相電圧信号ＢＰＳの極性の組合
せに応じた角度θをＲＯＭ１０ｉＳｄに予め記憶させて
おき、現奥のディジタル値ＡＤと極性信号Ｐ８とからＲ
ＯＭ １ｏｓａのアドレスを求め、該アドレスに記憶さ
れている数値を停止時における界磁極の角度として出力
している。
１０４ケロータリエレコーダなどのパルスコーダであり
、同期電動機１０１のシャツ） １０１ｂ即ち界磁極１
０１ｃ （第５１１（Ａ） ）が所定量回転する毎に互
いにｗ／２の位相を有する１個の人相及びＢ相のパルス
ＡＰ、ＢＰを発生する。１ｏ５は回転方向判別回路であ
１１、Ａ相及びＢ相の２つのパルス列を入力されて、同
期電動機１０１０回転方向を検出し、且つ正回転してい
る時には線＾にパルスコーダ１０４から発生するパルス
の速度と同速度或いは４倍の正パルス列ＰＰを出力し、
負回転している時には線４にバルスコーダ１０４から発
生するパルスＯ遡度と同速変成いＦｉ４倍の負パルスＮ
Ｐを出力する。
、同期電動機１０１のシャツ） １０１ｂ即ち界磁極１
０１ｃ （第５１１（Ａ） ）が所定量回転する毎に互
いにｗ／２の位相を有する１個の人相及びＢ相のパルス
ＡＰ、ＢＰを発生する。１ｏ５は回転方向判別回路であ
１１、Ａ相及びＢ相の２つのパルス列を入力されて、同
期電動機１０１０回転方向を検出し、且つ正回転してい
る時には線＾にパルスコーダ１０４から発生するパルス
の速度と同速度或いは４倍の正パルス列ＰＰを出力し、
負回転している時には線４にバルスコーダ１０４から発
生するパルスＯ遡度と同速変成いＦｉ４倍の負パルスＮ
Ｐを出力する。
１０６＃ｉ正パルス列ＰＰ或いは負パルス列ＮＰのパル
ス速度を電圧に変換すゐｆ変換器であり、その出力電圧
は同期電動機１０１の回転速度に比例し実速度電圧Ｔ８
Ａとなる。１０７は界磁極ＩＤ１ｃの角度を−とすると
き（２）−１−一を発生する（２）−／−一発生回路で
ある。このｃｔｘ ＃ ／＊ ＃発生回路１０７は、停
止時に角度検出回路１０５よシ界磁極の位置θに応じた
数値がプリセットされると共に、正回転時に正パルス列
ＰＰをカウントアツプし、負回転時に負パルス列ＮＰを
カウントダウンするアップ・ダウ７カウンタ１０７ａと
、カウンタの計数値を槙−値４ニデコードするデコーダ
１０７ｂと、カウンタの計数値をｉθ値にデコードする
デコーダ１０７ｂ’と、各デコーダ１０７ｂ、 １０７
ｂの出力をＤＡ変換し、（２）θ、ｔｈ−のアナログ電
圧を出力する９人変換器１０１ｃ、 １０７ｃ’を有し
ている。ｔＮ、アップ・ダウンカウンタ１０７１の容量
は、２極の同期モータニオいて誼モータの１回転におい
てパルスコーダ１０４から発生するパルス数に等しい、
第４図に戻って、１０８は図示しない速度指令回路から
指令された速度指令電圧ＶＯＭＤと実速度電圧・１８人
の差（以後速ｌｌ″誤差という）ＥＲを演算する演算回
路、１０９は・速度誤差ＢＲを増幅して電機子電流の振
幅工＄を出力する誤差アンプ、１１０．１１１ ＋−１
乗算回路で。
ス速度を電圧に変換すゐｆ変換器であり、その出力電圧
は同期電動機１０１の回転速度に比例し実速度電圧Ｔ８
Ａとなる。１０７は界磁極ＩＤ１ｃの角度を−とすると
き（２）−１−一を発生する（２）−／−一発生回路で
ある。このｃｔｘ ＃ ／＊ ＃発生回路１０７は、停
止時に角度検出回路１０５よシ界磁極の位置θに応じた
数値がプリセットされると共に、正回転時に正パルス列
ＰＰをカウントアツプし、負回転時に負パルス列ＮＰを
カウントダウンするアップ・ダウ７カウンタ１０７ａと
、カウンタの計数値を槙−値４ニデコードするデコーダ
１０７ｂと、カウンタの計数値をｉθ値にデコードする
デコーダ１０７ｂ’と、各デコーダ１０７ｂ、 １０７
ｂの出力をＤＡ変換し、（２）θ、ｔｈ−のアナログ電
圧を出力する９人変換器１０１ｃ、 １０７ｃ’を有し
ている。ｔＮ、アップ・ダウンカウンタ１０７１の容量
は、２極の同期モータニオいて誼モータの１回転におい
てパルスコーダ１０４から発生するパルス数に等しい、
第４図に戻って、１０８は図示しない速度指令回路から
指令された速度指令電圧ＶＯＭＤと実速度電圧・１８人
の差（以後速ｌｌ″誤差という）ＥＲを演算する演算回
路、１０９は・速度誤差ＢＲを増幅して電機子電流の振
幅工＄を出力する誤差アンプ、１１０．１１１ ＋−１
乗算回路で。
１１ｆｉ 差７７７’出力とＡＤ変換器１０７ｃ、 １
０７ｃ’（２）出力■θ、１０とを乗算し２相の電流指
令ｉ１ｍ（＝＝Ｉｓ・ｔｈ’ ）、 Ｉｔｂ（＝Ｉ−・
−）をそれぞれ出力する。１１２は２相信号を１相に変
換する２相−３相変換回路で、第８図に示すような回路
構成を有している。
０７ｃ’（２）出力■θ、１０とを乗算し２相の電流指
令ｉ１ｍ（＝＝Ｉｓ・ｔｈ’ ）、 Ｉｔｂ（＝Ｉ−・
−）をそれぞれ出力する。１１２は２相信号を１相に変
換する２相−３相変換回路で、第８図に示すような回路
構成を有している。
即ち、２相−５相変換回路は２つのオペレージ雪ンアン
プ０ム１．０人２と、１０にΩの抵抗Ｒ−Ｂ、と、５．
７８にΩの抵抗−と、５にΩの抵抗曳を有している。さ
て、各抵抗島〜鳥の値を上記のように決定すると共に図
示の如く結線すると、端子Ｔｕ、Ｔｖ。
プ０ム１．０人２と、１０にΩの抵抗Ｒ−Ｂ、と、５．
７８にΩの抵抗−と、５にΩの抵抗曳を有している。さ
て、各抵抗島〜鳥の値を上記のように決定すると共に図
示の如く結線すると、端子Ｔｕ、Ｔｖ。
が出力される。そして、これらＩｕ、 Ｉｖ、 Ｉｗは
互いに２π１５の位相差を有し、しかも錦導起電圧Ｅ。
互いに２π１５の位相差を有し、しかも錦導起電圧Ｅ。
と同相の３和電流指令とたっている。
Ｈ３Ｕ、 １１５Ｖ、 １１！ＩＷはそれぞれ各相毎に
設けられた演算回路であり、指令電ｆｔＩｕ、 Ｉｖ、
Ｉｗと実際の相電流Ｉａｕ、 Ｉａｖ、 Ｉ＠ｗの差
を演算する演算回路・１１４はＩａｖとｉ謂の加算を行
なってＵ相の相電流Ｉｍｕを出力する演算回路、１１５
Ｖ、 １１５Ｗはそれぞれ■相及びＷ相の相電流Ｉａｖ
、 Ｉｍｗを検出する変流器、１１（ＳＵ、 １１１Ｓ
Ｖ、 ＩＬ６ＷｔｆｔｔＬツレ各相毎に設けられ各相の
電流差を増幅する電流アンプ、１１７はパルス幅変調回
路、１１８はパルス幅変調回路の出力信号により制御さ
れるインバータ・ １１９Ｆｉ３相交流電源、１２０は
５相交流を直流に整流する公知のａｍ（ロ）路でダイオ
ード群１２０ａ及びコンデンサ１２０ｂを有している。
設けられた演算回路であり、指令電ｆｔＩｕ、 Ｉｖ、
Ｉｗと実際の相電流Ｉａｕ、 Ｉａｖ、 Ｉ＠ｗの差
を演算する演算回路・１１４はＩａｖとｉ謂の加算を行
なってＵ相の相電流Ｉｍｕを出力する演算回路、１１５
Ｖ、 １１５Ｗはそれぞれ■相及びＷ相の相電流Ｉａｖ
、 Ｉｍｗを検出する変流器、１１（ＳＵ、 １１１Ｓ
Ｖ、 ＩＬ６ＷｔｆｔｔＬツレ各相毎に設けられ各相の
電流差を増幅する電流アンプ、１１７はパルス幅変調回
路、１１８はパルス幅変調回路の出力信号により制御さ
れるインバータ・ １１９Ｆｉ３相交流電源、１２０は
５相交流を直流に整流する公知のａｍ（ロ）路でダイオ
ード群１２０ａ及びコンデンサ１２０ｂを有している。
パルス幅変調回路１１７は、第９図に示すように鋸歯状
信号ＳＴ８を発生する鋸歯状波発生回路８Ｔ８Ｇ、比較
器００ＭＵ 、 ＯＣｊＭｙ 。
信号ＳＴ８を発生する鋸歯状波発生回路８Ｔ８Ｇ、比較
器００ＭＵ 、 ＯＣｊＭｙ 。
（ＸＮｗ、 ／ ’ｙ ） ケ−） Ｎ０Ｔ１〜ＮＯＴ
、、 ）”） イ”＜ＤＶＩ〜ＤＶ、を有し、インバー
タ１１ｇ Ｈ６個のパワートランジスタＱ、〜もとダイ
オードＤ１〜Ｄ、を有している。パルス幅変調回路１１
７の各比較器ＣＯＭζαＮｖ。
、、 ）”） イ”＜ＤＶＩ〜ＤＶ、を有し、インバー
タ１１ｇ Ｈ６個のパワートランジスタＱ、〜もとダイ
オードＤ１〜Ｄ、を有している。パルス幅変調回路１１
７の各比較器ＣＯＭζαＮｖ。
００Ｍｗはそれぞれ鋸歯状波信号８ＴＳと三相交流信号
ムｕ、 ｉｖ、 ｉｖの振幅を比較しｉｕ、 Ｉｖ、
ｉｗが８Ｔ８の値よシ大きいときには°１″を、小さい
ときには“０”を出力する。従って、今、ｉｕについて
着目すると比較＠ ００Ｍｔｒから第１０図に示すパル
ス幅変調された電流指令ｉｕｃが出力される。部ち、ｉ
ｕ。
ムｕ、 ｉｖ、 ｉｖの振幅を比較しｉｕ、 Ｉｖ、
ｉｗが８Ｔ８の値よシ大きいときには°１″を、小さい
ときには“０”を出力する。従って、今、ｉｕについて
着目すると比較＠ ００Ｍｔｒから第１０図に示すパル
ス幅変調された電流指令ｉｕｃが出力される。部ち、ｉ
ｕ。
ｌｖ、 ｉｗの振幅に応じてパルス幅変調された三相の
電流指令ｌｕｃ、 ｉｖｃ、 ｉｖｃが出力される。つ
いで、ノットゲートＮＯＴ、〜ＮＯＴ、、ドライバ回路
ＤＶ、〜ＤＶ、ｔｉこれら電流指令ｉｕｃ 、這ｖｃ、
這ｖｃを駆動信号８Ｑｚ〜８Ｑ、に変換し、インバータ
１１５を構成する各パワートランジスタｑ〜らをオン／
オフ制御する。
電流指令ｌｕｃ、 ｉｖｃ、 ｉｖｃが出力される。つ
いで、ノットゲートＮＯＴ、〜ＮＯＴ、、ドライバ回路
ＤＶ、〜ＤＶ、ｔｉこれら電流指令ｉｕｃ 、這ｖｃ、
這ｖｃを駆動信号８Ｑｚ〜８Ｑ、に変換し、インバータ
１１５を構成する各パワートランジスタｑ〜らをオン／
オフ制御する。
次に纂４図の動作を説明する。
停止時、ステータコイルに電流を流さない状態において
検出器１０２から一発生する人相、Ｂ相の電圧信号ＡＰ
Ｓ、ＢＰＳを用いて、角度検出回路１０３は回転子（界
磁極）の位置−に応じた数値をアップ・ダウンカウンタ
１０７１にプリセットする。この結果、デコーダ１０７
ｂ、 １０７ｂ、 ＤＡ変換器１０７ｃ。
検出器１０２から一発生する人相、Ｂ相の電圧信号ＡＰ
Ｓ、ＢＰＳを用いて、角度検出回路１０３は回転子（界
磁極）の位置−に応じた数値をアップ・ダウンカウンタ
１０７１にプリセットする。この結果、デコーダ１０７
ｂ、 １０７ｂ、 ＤＡ変換器１０７ｃ。
１０７ｃ’を介して（２）θ、−θに応じた電圧が出力
される。そして、以後、ステータコイルに三相交流が印
加されると共に、速度指令が与えられて同期！４Ｌ動機
１０１が回転すると回転方向に応じて正パルスＰＰ或い
は負パルスＮＰが線６或いは為に発生するが、アップ・
ダウンカウンタ１０７鳳はこの正パルスＰＰをカウント
アップシ或いｔｉ 負ハｐｖ スＮＰをカウントダウン
し、ＤＡ変換器１０７ｃ、 １０７ｅからそわぞれ回転
子の位置０に応じた正弦波−θ。
される。そして、以後、ステータコイルに三相交流が印
加されると共に、速度指令が与えられて同期！４Ｌ動機
１０１が回転すると回転方向に応じて正パルスＰＰ或い
は負パルスＮＰが線６或いは為に発生するが、アップ・
ダウンカウンタ１０７鳳はこの正パルスＰＰをカウント
アップシ或いｔｉ 負ハｐｖ スＮＰをカウントダウン
し、ＤＡ変換器１０７ｃ、 １０７ｅからそわぞれ回転
子の位置０に応じた正弦波−θ。
余弦波（２）０が出力される。
次に、同期電動機１０１がある速度で回転しているとき
に速度指令が上昇した場合について第４図の動作を説明
する。
に速度指令が上昇した場合について第４図の動作を説明
する。
同期電動機を所望の回転速度Ｖｃで回転せしめるべく、
演算回路１０８の加算端子に所定のアナログ値を有する
速度指令電圧ＶＯＭＴ）が入力される。
演算回路１０８の加算端子に所定のアナログ値を有する
速度指令電圧ＶＯＭＴ）が入力される。
一方、同期電動機１０１は実速度Ｖａ （＜Ｖｃ）で同
転しているから、ルＸ変換器１０６より実速度Ｖａに比
例した実速度電圧Ｔ８Ａが出力され、この実速度電圧Ｔ
８人は演算回路の減算端子に入力される。
転しているから、ルＸ変換器１０６より実速度Ｖａに比
例した実速度電圧Ｔ８Ａが出力され、この実速度電圧Ｔ
８人は演算回路の減算端子に入力される。
従って、演算回路は指令速度Ｖｃと実速度Ｖａの差であ
る速度誤差ＦｍＲを演算し、これを誤差アンプ１０９１
ｍ入力する。誤差アンプ１０９は次式に示す比例積分演
算を行なう。
る速度誤差ＦｍＲを演算し、これを誤差アンプ１０９１
ｍ入力する。誤差アンプ１０９は次式に示す比例積分演
算を行なう。
同、（５）式の演算結果Ｉｓは電機子電流の振幅に相当
する。即ち、負荷が変動し、あるいは速度指令が変化す
ると速度誤差ＢＲ（＝Ｖｃ−Ｖ暑）が大きくなり、これ
に応じて電機子電流振幅Ｉｓ ％大きくなる。 Ｉｓが
大きく表ればより大き表トルクが発生し、このトルクに
より電動機の実速度が指令速度にもたらされる。
する。即ち、負荷が変動し、あるいは速度指令が変化す
ると速度誤差ＢＲ（＝Ｖｃ−Ｖ暑）が大きくなり、これ
に応じて電機子電流振幅Ｉｓ ％大きくなる。 Ｉｓが
大きく表ればより大き表トルクが発生し、このトルクに
より電動機の実速度が指令速度にもたらされる。
一方、同期電動機１０１の界磁極の位′ｔ＃を示す２相
の正弦波ａｓ ＃ 、余弦波−〇が前述の如＜ＤＡ変換
＠ １０７ｃ、 １０７ｃ’から出力さｔｔ、ｃいるか
ら乗算回路１１０．１１１は、 Ｉ ＝Ｉｓ ｅｓｉｓ＃ 、 １１ｂ−Ｉｓ
＠ｗ＃ａ の演算を行ない２相の電流指令Ｉｓａ、 Ｉｘｂを出力
する。ついで２相−５相変換回路１１２は（４）式に示
す演算を行ない５相の電流指令Ｉａ、 Ｉｖ、 Ｉｖを
それぞれ出力する。冑、これらｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗは
同期電動機１０１の誘導起電圧１ｏと同相の３相ｖｉ流
指令となっている。
の正弦波ａｓ ＃ 、余弦波−〇が前述の如＜ＤＡ変換
＠ １０７ｃ、 １０７ｃ’から出力さｔｔ、ｃいるか
ら乗算回路１１０．１１１は、 Ｉ ＝Ｉｓ ｅｓｉｓ＃ 、 １１ｂ−Ｉｓ
＠ｗ＃ａ の演算を行ない２相の電流指令Ｉｓａ、 Ｉｘｂを出力
する。ついで２相−５相変換回路１１２は（４）式に示
す演算を行ない５相の電流指令Ｉａ、 Ｉｖ、 Ｉｖを
それぞれ出力する。冑、これらｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗは
同期電動機１０１の誘導起電圧１ｏと同相の３相ｖｉ流
指令となっている。
しかる後、Ｓ相電流指令Ｉｕ、 Ｊｖ、 Ｉｗは演算回
路１１３Ｕ、 １１ｇＶ、 １１３Ｗにて実際の相電流
Ｉａｕ、 ｉａｖ。
路１１３Ｕ、 １１ｇＶ、 １１３Ｗにて実際の相電流
Ｉａｕ、 ｉａｖ。
Ｉａｗと差分がとられ、ついでその差分である三相交流
信号１ｕ、 ｉｖ、量Ｗは電流アンプ１１４Ｕ、 １１
４Ｖ。
信号１ｕ、 ｉｖ、量Ｗは電流アンプ１１４Ｕ、 １１
４Ｖ。
１１４Ｗにて増幅されてパルス幅変調回路１１７の比較
器００ＭＵ、 ０ＯＦｖｆＶ 、 ＯＯＭＷ １ｍ印加
すれる。各比較器００ＭＵ、 ＯＯＭＶ、 ＯＯＭＷＦ
ｉソーＦｒ−ｆ：’ＦＬ鋸歯状波信号８Ｔ８と三相交流
信号ｉｕ、 ｌｖ、 ｈｖの振幅を比較し、パルス幅変
調された三相の電流指令１ｕｃ、ｉｖｃ。
器００ＭＵ、 ０ＯＦｖｆＶ 、 ＯＯＭＷ １ｍ印加
すれる。各比較器００ＭＵ、 ＯＯＭＶ、 ＯＯＭＷＦ
ｉソーＦｒ−ｆ：’ＦＬ鋸歯状波信号８Ｔ８と三相交流
信号ｉｕ、 ｌｖ、 ｈｖの振幅を比較し、パルス幅変
調された三相の電流指令１ｕｃ、ｉｖｃ。
ｉｗｃを出力し、ノットゲートＮＯ’ｌ’、〜ＮＯＴ、
及びドーライパＤＶｌ−ＤＶ・を介してインバータ駆動
信号８ＱＳ〜８もを出力する。これらインバータ駆動信
号８ｑ〜８ｑはそれぞれインバータ１１８を構成する各
パワートランジスタＱ１〜電のペースに入力すれ、これ
ら各パワートランジスタＱ１〜Ｑ＠をオン／オフ制御し
、同期電動機１０１に三相電流を供給する。以後、同様
な制御が行われて最終的に同期電動機１０１は指令速度
で回転することになる。
及びドーライパＤＶｌ−ＤＶ・を介してインバータ駆動
信号８ＱＳ〜８もを出力する。これらインバータ駆動信
号８ｑ〜８ｑはそれぞれインバータ１１８を構成する各
パワートランジスタＱ１〜電のペースに入力すれ、これ
ら各パワートランジスタＱ１〜Ｑ＠をオン／オフ制御し
、同期電動機１０１に三相電流を供給する。以後、同様
な制御が行われて最終的に同期電動機１０１は指令速度
で回転することになる。
以上、本発明によれば同期電動機の誘導起電圧Ｅｏの位
相を検出すると共に、該位相を有する電流指令を発生し
、この電流指令を同期電動機の電機子巻線に印加するこ
とによル直流電動機と等価的な駆動制御かで睡る。
相を検出すると共に、該位相を有する電流指令を発生し
、この電流指令を同期電動機の電機子巻線に印加するこ
とによル直流電動機と等価的な駆動制御かで睡る。
又、本発明によればレゾルバなどの高価な検出器を用い
ることなく安価な構成によシ誘導起電圧の位相を検出で
き委。
ることなく安価な構成によシ誘導起電圧の位相を検出で
き委。
第１図は分巻直流機のトルク発生原理を説明する説明図
、第２図は回転界磁形の同期電動機説明図、第３図は同
期電動機の等価回路、第４図は本発明のブロック図、第
５図は界磁極の停止時における位置０を検出する検出器
の説明図、第６図は角度検出回路のブロック図、第７図
は検出器の出力波形図、菖８図は２相−５相変換回路の
回路図、第９図はパルス幅変調回路の回路図、第１０図
はパルス幅変調器の動作説明波形図である。 １０１・・・同期電動機、１０２・・・検出器、１０３
・・・角度検出回路、１０４・・・パルスコ−１％ １
０５・・・回転方向判別回路、１０４・・・Ｆ／Ｖ’変
換器、１０７・・・−Ｖ−一発生回路％１０９・・・県
差アンプ、ＩＩＱＩＩＩ・・・奪算回路、１１２・・・
２相−５相変換回路、１１７・・・パルス幅変調回路、
１１８・・・インバータ。 特許出願人 富士通ファナック株式金社代理人 弁理
士 辻 實 外２名（Ｃ） 第６回 第７１２Ｉ
、第２図は回転界磁形の同期電動機説明図、第３図は同
期電動機の等価回路、第４図は本発明のブロック図、第
５図は界磁極の停止時における位置０を検出する検出器
の説明図、第６図は角度検出回路のブロック図、第７図
は検出器の出力波形図、菖８図は２相−５相変換回路の
回路図、第９図はパルス幅変調回路の回路図、第１０図
はパルス幅変調器の動作説明波形図である。 １０１・・・同期電動機、１０２・・・検出器、１０３
・・・角度検出回路、１０４・・・パルスコ−１％ １
０５・・・回転方向判別回路、１０４・・・Ｆ／Ｖ’変
換器、１０７・・・−Ｖ−一発生回路％１０９・・・県
差アンプ、ＩＩＱＩＩＩ・・・奪算回路、１１２・・・
２相−５相変換回路、１１７・・・パルス幅変調回路、
１１８・・・インバータ。 特許出願人 富士通ファナック株式金社代理人 弁理
士 辻 實 外２名（Ｃ） 第６回 第７１２Ｉ
Claims (1)
- 同期電動機の誘導起電圧の位相を検出して該位相と同相
の電流指令を発生し、電機子巻線に誘導起電圧と同相の
電機子電流を流すように制御する同期電動機制御方式に
おいて・同期電動機のシャフトにパルスコーダを設ける
とともに界磁極の回転位置０に応じた電圧を発生する検
出器を固定子側に設け、しかも固定子巻線に電圧を印加
しない状態において前記検出器から発生する電圧を読取
って界磁極の角度を演算する角度検出回路と、前記角度
に応じた数値をプリ竜ツトーされると共に、回転時前記
パルスコーダから発生するパルスを回転方向に応じて正
或いは負方肉に可逆計数する可逆計数手段と、該可逆計
数手段の計数値を（２）−９ｓ１１ＩＩ＃に応じたアナ
ログ電圧に変換して、前記誘導起電圧の位相を発生する
変換手段を設けたことを特徴とする同期電動機制御方式
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138001A JPS5849091A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 同期電動機制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138001A JPS5849091A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 同期電動機制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849091A true JPS5849091A (ja) | 1983-03-23 |
Family
ID=15211738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56138001A Pending JPS5849091A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 同期電動機制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849091A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6248286A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-02 | Hitachi Ltd | 電動圧縮機のトルク制御装置 |
| FR2641654A1 (fr) * | 1989-01-11 | 1990-07-13 | Alsthom Gec | Commande pour la marche a puissance constante d'un moto-variateur synchrone |
-
1981
- 1981-09-02 JP JP56138001A patent/JPS5849091A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6248286A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-02 | Hitachi Ltd | 電動圧縮機のトルク制御装置 |
| FR2641654A1 (fr) * | 1989-01-11 | 1990-07-13 | Alsthom Gec | Commande pour la marche a puissance constante d'un moto-variateur synchrone |
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